지구과학 고2 태양계 천체와 별과 우주의 진화

일식과 월식

일식(신월·달이 태양을 가림)과 월식(망·지구 그림자에 달이 들어감)의 발생 조건과 개기·부분·금환 식을 구분한다.

일식은 삭(신월)일 때 달이 태양을 가리는 현상이고, 월식은 망(보름)일 때 달이 지구의 그림자 속으로 들어가는 현상입니다.

일식은 '달의 그림자가 지구에 지는 것', 월식은 '달이 지구의 그림자 안으로 걸어 들어가는 것'입니다. 그림자를 던지는 쪽과 받는 쪽이 정반대라는 한 문장으로 둘이 전부 갈립니다.

쉽게 말하면

달의 위상과 식 현상에서 보았듯, 달의 위상은 태양 빛을 받는 면을 우리가 어느 각도에서 보느냐로 정해집니다. 식(蝕)은 여기서 한 걸음 더 나아가, 세 천체가 거의 일직선에 놓여 한쪽이 다른 쪽의 그림자에 걸릴 때만 일어납니다.

일식은 태양 – 달 – 지구 순서로 늘어설 때, 즉 달이 삭에 있을 때 일어납니다. 달의 그림자가 지구 위에 떨어지고, 그 그림자가 지나가는 좁은 지역에서만 태양이 가려져 보입니다. 그림자의 가장 진한 부분(본그림자)에 들어간 곳에서는 태양이 완전히 가려지는 개기 일식을, 그 주변(반그림자)에서는 태양의 일부만 가려지는 부분 일식을 봅니다. 달의 궤도가 타원이라 지구와 달 사이 거리가 변하는데, 달이 멀리 있어 겉보기 크기가 태양보다 작을 때는 다 가리지 못해 태양의 가장자리가 반지처럼 남는 금환 일식이 됩니다.

월식은 태양 – 지구 – 달 순서, 즉 달이 망에 있을 때 일어납니다. 이번에는 지구의 그림자가 달을 삼킵니다. 달 전체가 본그림자에 들어가면 개기 월식, 일부만 걸치면 부분 월식입니다. 지구의 본그림자는 달의 거리에서도 달보다 훨씬 넓기 때문에 '금환 월식'은 존재하지 않습니다.

그렇다면 삭과 망은 한 달에 한 번씩 오는데 왜 식은 매달 일어나지 않을까요? 달이 도는 면(백도면)이 지구가 도는 면(황도면)에 약 $5^{\circ}$ 기울어져 있기 때문입니다. 대부분의 삭·망에서 달은 태양이나 지구 그림자보다 살짝 위나 아래를 지나갑니다. 두 면이 만나는 교점 근처에서 삭이나 망이 되어야만 비로소 식이 일어납니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

태양과 달의 겉보기 크기가 거의 같다는 우연

태양은 달보다 지름이 약 400배 크지만 거리도 약 400배 멀어서, 하늘에서 차지하는 각지름이 둘 다 약 $0. 5^{\circ}$ 로 거의 같습니다. 개기 일식이 아슬아슬하게 가능한 이유이고, 달이 조금만 더 멀어져도 금환 일식이 되는 이유입니다.
예시 2

개기 일식은 왜 몇 분밖에 안 될까

달의 본그림자가 지구 표면에 만드는 점은 지름 수백 km 이하로 좁고, 그 점이 지구 위를 빠르게 훑고 지나갑니다. 그래서 한 지점에서 태양이 완전히 가려지는 시간은 길어야 몇 분입니다. 반면 개기 월식은 지구의 넓은 그림자를 달이 통과하는 것이라 한 시간 넘게 이어지기도 합니다.
예시 3

개기 월식의 붉은 달

개기 월식 때 달이 완전히 사라지지 않고 붉게 보입니다. 지구 대기를 스치며 굴절된 햇빛이 그림자 속으로 조금 휘어 들어가는데, 파란빛은 대기에서 흩어지고 붉은빛이 살아남아 달에 닿기 때문입니다. 노을이 붉은 것과 같은 이유입니다.

순서대로 하면

어떤 식이 일어나는지 판단하는 순서

1달의 위상을 봅니다. 삭이면 일식 후보, 망이면 월식 후보입니다. 그 외의 위상에서는 식이 일어나지 않습니다.
2달이 백도와 황도의 교점 근처에 있는지 확인합니다. 교점에서 멀면 삭·망이어도 그림자를 비껴갑니다.
3일식이라면 관측지가 본그림자 안인지 반그림자 안인지 봅니다. 본그림자면 개기, 반그림자면 부분입니다.
4이때 달이 지구에서 먼 위치에 있어 각지름이 태양보다 작으면, 본그림자가 지표에 닿지 못해 금환 일식이 됩니다.
5월식이라면 달 전체가 지구 본그림자에 들어가는지 일부만 걸치는지로 개기·부분을 나눕니다.

일식과 월식

구분	일식	월식
달의 위상	삭(신월)	망(보름)
배열	태양 – 달 – 지구	태양 – 지구 – 달
가려지는 천체	태양	달
그림자를 던지는 천체	달 (그림자가 지구에 짐)	지구 (그림자에 달이 들어감)
볼 수 있는 곳	그림자가 지나가는 좁은 지역	달이 떠 있는 밤 지역 어디서나
지속 시간	개기는 길어야 몇 분	개기가 한 시간을 넘기도 함
종류	개기 · 부분 · 금환	개기 · 부분

자주 하는 오해

달의 위상이 지구 그림자 때문에 생긴다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움반달은 지구 그림자가 달의 절반을 가려서 생긴다

실제로는위상은 태양 빛을 받는 반쪽을 우리가 비스듬히 보기 때문에 생깁니다. 지구 그림자가 관여하는 것은 오직 월식뿐입니다.

지구 그림자가 원인이라면 초승달부터 보름달까지의 변화가 매달 일어나는 '월식'이어야 하는데, 월식은 삼자가 일직선에 놓이는 드문 때만 일어납니다. 또 초승달일 때 달은 태양 쪽에 있어 지구 그림자와는 정반대 방향에 있습니다.

삭과 망마다 식이 일어나야 한다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움매달 삭이 오니까 매달 일식이, 매달 망이 오니까 매달 월식이 있어야 한다

실제로는백도면이 황도면에 약

5^{\circ}

기울어져 있어서, 대부분의 삭·망에서는 달이 그림자를 위아래로 비껴 지나갑니다.

세 천체가 '거의' 일직선이어야 그림자가 걸립니다. 각지름이

0. 5^{\circ}

남짓인 표적에

5^{\circ}

나 어긋난 채로 다가가면 대부분 빗나갑니다. 백도와 황도가 만나는 교점 부근에서 삭·망이 될 때만 식이 성립합니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

달의 위상과 식 현상고2

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

없음 — 이 개념이 마지막입니다

같은 단원의 개념 — 태양계 천체와 별과 우주의 진화

자주 묻는 질문

Q1일식은 왜 우리나라에서 잘 안 보이나요?

달의 본그림자가 지구 표면에 남기는 자국이 매우 좁고, 그 좁은 띠가 매번 지구의 다른 곳을 지나가기 때문입니다. 지구 전체로 보면 일식은 드물지 않지만, '내가 서 있는 한 지점'이 그 띠 안에 들어가는 일은 흔치 않습니다. 반면 월식은 달이 떠 있는 밤 지역이면 어디서나 동시에 보입니다.

Q2금환 일식과 개기 일식은 무엇이 다른가요?

달의 겉보기 크기 차이입니다. 달의 궤도가 타원이라 지구와 달 사이 거리가 변하는데, 달이 가까이 있어 각지름이 태양보다 크면 완전히 가려 개기 일식이 되고, 멀리 있어 각지름이 태양보다 작으면 가장자리를 못 덮어 금환 일식이 됩니다.

Q3개기 월식 때 달이 완전히 안 보이지 않는 이유는요?

지구에 대기가 있기 때문입니다. 대기를 스치며 굴절된 햇빛 중 붉은 빛이 지구의 그림자 안쪽으로 휘어 들어가 달을 비춥니다. 만약 지구에 대기가 없었다면 개기 월식의 달은 완전히 캄캄해졌을 것입니다.

교육과정 2022 개정 · 고2 지구과학 · 태양계 천체와 별과 우주의 진화 수록 기본 (교육과정 단원)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

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